梧州某地區(qū)電網的規(guī)劃設計(電氣工程及其自動化畢設).docx

畢業(yè)設計(論文)題 目 梧州某地區(qū)電網的規(guī)劃設計 學院名稱 電氣工程學院 指導教師 職 稱 班 級 學 號 學生姓名 2016年6月2日南 華 大 學畢業(yè)設計（論文）任務書學 院： 電氣工程學院 題 目： 梧州某地區(qū)電網的規(guī)劃設計 起止時間：2015年12月25日至2016年6月2日學 生 姓 名： 專 業(yè) 班 級： 指 導 教 師： 教研室主 任： 院 長： 2015年12月25日論文 (設計) 內容及要求：一、畢業(yè)設計（論文）原始依據(jù)1、電源及負荷點地理位置（注：電源點A由大電網用110kV線路與設計地區(qū)相連，大電網系統(tǒng)容量足夠大，設其與地區(qū)之間的功率交換不受大小限制，母線電壓也不受限制。A點接有10kV負荷，其中、類負荷占65%，最小有功負荷為28MW，=0.85；最大有功負荷為35MW，=0.85，電壓要求變化不超過10.1-10.4KV的范圍，其=5000小時。圖中比例尺 1:1500000）圖1.1 各負荷點及電源點A地理位置示意圖2、地區(qū)負荷預測值，功率因素和調壓要求表1.1地區(qū)負荷預測值及功率因素和調壓要求表負荷點123456電壓等級(kV)103535103510最大負荷(MW)2242332438290.850.80.850.80.80.8最小負荷(MW)1637281834230.850.80.850.850.850.85Tmax (h)400048003500450040004000調壓要求(MAX)(kV)10.136.53610. 336.510.3(MIN)(kV)10.2353510. 13510.1、類負荷比例603525503540二、畢業(yè)設計（論文）主要內容1、 原始資料分析2、 電力電量平衡3、 電力網電壓等級的選擇4、 電力網接線方案的初步選擇5、 電力網的導線截面積選擇6、 變電所主接線及變壓器選擇7、 電力網網損計算8、 電力網投資及年運行費計算9、 電力網最佳方案計算10、電力網調壓計算三、畢業(yè)設計（論文）基本要求1、確定地區(qū)與大電網供應的功率和電量2、確定地區(qū)電力網的電壓3、確定地區(qū)電力網的接線4、選定變電所的接線和電器設備5、論文總字數(shù)不少于一萬五千字四、畢業(yè)設計（論文）進度安排 第一階段： 12月25至2016年1月28日進行英文翻譯，查閱資料、調研、選題和開題； 第二階段： 3月2日至3月16日完成前三步； 第三階段： 3月17日至3月31日完成第四步； 第四階段： 4月1日至4月22日完成第五、六、七步； 第五階段： 4月23日至4月30日完成第八步； 第六階段： 5月1日至5月15日完成第九、十步； 第七階段： 5月16日至5月底對設計進行整理并畫出總圖，形成設計（論文）初稿五、主要參考文獻1 何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析M.武漢：華中科技大學出版社，20022 王成江.發(fā)電廠變電站電氣部分M.北京：中國電力出版社,20133 陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析M.北京：中國電力出版社,20074 電力設備選型手冊編寫組.電力設備選型手冊M.北京：中國水利水電出版社，20075 劉笙.電氣工程基礎M.北京：科學出版社，20026 戈東方.電力工程電氣設計手冊電氣一次部分M.北京：中國水利水電出版社，19907 劉振亞.國家電網公司輸變電工程典型設計M.北京：中國電力出版社,20058 傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設備選擇與使用計算M.北京：中國電力出版社，2004 指導老師： （簽 名） 年 月 日南華大學本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告設計（論文）題目梧州某地區(qū)電網的規(guī)劃設計設計（論文）題目來源自選題目設計（論文）題目類型工程設計起止時間2015.12至2016.6一、 設計（論文）依據(jù)及研究意義：依據(jù)： 電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠變電站電氣部分、電氣工程基礎、電力系統(tǒng)設計手冊、電力設備選型手冊。目的：(1)通過本次設計了解電網規(guī)劃要遵循的原則和基本思路，初步掌握電網規(guī)劃設計的基本內容和步驟(2)通過潮流計算分析線路的電能損耗和電壓損耗，并能進行相關的調壓計算。 (3)通過此次設計能對大學四年來學習的知識進一步的鞏固與加強，培養(yǎng)自主分析問題、通過閱讀文獻解決問題的能力，初步具有從事科學研究的能力。二、 設計（論文）主要研究的內容、預期目標：（技術方案、路線）內容：1、電力電量平衡校驗計算2、對電力網接線方案進行初步選擇3、選擇電力網導線型號、變電所主接線方式及變壓器型號、參數(shù)、容量4、計算電力網精確潮流，求網損5、計算電力網投資及年運行費6、確定電力網接線的最佳方案，并對其進行調壓預期目標：設計說明書，規(guī)劃總圖及本專業(yè)一篇相關英文文章的翻譯（附原文及翻譯）三、設計（論文）的研究重點及難點：重點：(1)初步潮流計算；(2)接線方案的初步確定難點：(1)精確潮流計算與線路的電壓損耗；(2)各個變電站的調壓計算四、 設計（論文）研究方法及步驟（進度安排）：1.2015年12月25日至2016年1月20日查閱國內外相關文獻資料，完成選題、開題報告并翻譯一篇與本專業(yè)相關的英文文章； 2.2016年3月2日至3月20日完成電力電量平衡校驗和電力網等級選擇；3.3月21日3月31日分析各種接線方案，并從中挑出八種以進行下一步計算；4.4月1日至4月15日對八種方案進行初步選擇，選出兩種備選方案；5.4月16日至4月25日完成變電所主接線和變壓器選擇，兩種備選方案相對應的導線選擇；6.4月26日至5月5日通過對兩種備選方案的網損、經濟性等方面的比較，選出最佳方案；7.5月6日至5月13日對最佳方案進行調壓計算；8.5月14日至5月25畫出規(guī)劃總圖，對論文進行整理，形成初稿。五、 進行設計（論文）所需條件：1.指導老師：設計進度的督促，解答設計中遇到的難題，及時指出設計的錯誤2.圖書館：進行專業(yè)資料的查找和借閱3.計算機：使用Microsoft Word編輯論文，Auto CAD進行繪圖，Matlab進行計算，上網查閱相關資料4.同學：相互討論和幫助六、 指導教師意見： 簽名： 年 月 日摘要: 電力工業(yè)是國民經濟的關鍵部門，它為實現(xiàn)工農業(yè)生產、科學技術現(xiàn)代化和人民生活水平的提高提供動力?？茖W合理的電力規(guī)劃設計是電力系統(tǒng)安全、可靠、經濟運行的前提，對獲取最大的經濟效益和社會效益均具有十分重要的意義。本畢業(yè)設計的主要任務是根據(jù)給出的數(shù)據(jù)及要求，對梧州某地區(qū)電網進行規(guī)劃設計。設計的主要內容包括：確定變電所的接線方式和變壓器的型號、容量及參數(shù)；確定導線型號；進行系統(tǒng)的潮流計算，求出電力線路的電壓降落、功率損耗、電能損耗；對線路規(guī)劃進行投資及年運行費計算；通過分析選出電網規(guī)劃的最佳方案；對最佳方案進行調壓計算。關鍵詞：電網規(guī)劃；變電所；潮流計算Abstract : The power industry is the key sector of the national economy, it is to realize the industrial and agricultural production, provide power for the modernization of science and technology, and the improvement of peoples living standard. Scientific and reasonable power planning and design is the premise of the power system security, reliability and economic operation. It is of great significance to obtain the maximum economic benefit and social benefit .This graduation design is to plan for and design Wuzhou power grid in a certain area, based on the given data and requirements. The main contents of the design include: determining the connection mode of the transformers and the type, capacity and parameter of transformers ;determining the type of wires; the power flow calculation is worked out, and the voltage drop, the loss of power and the loss of the power line are obtained; investment and annual running cost calculation of route planning; through the analysis and select the best scheme of power grid planning; caculating the best solution adjustment.Keywords: power grid planning ; power substation ; power flow calculation目錄1電力電量平衡校驗11.1有功功率平衡校驗11.2無功功率平衡校驗11.3電量平衡22電力網電壓等級和接線方案的初步確定32.1電力網電壓等級的確定32.2電力網絡的備選接線方案32.3最大運行方式下的初步潮流計算62.4電壓損耗計算132.5接線方案的初步確定223電力網導線的選擇233.1按經濟電流密度計算導線截面積233.2機械強度、允許載流量、電暈校驗263.3線路阻抗計算283.4線路電壓損耗精確計算284發(fā)電廠、變電所主接線及變壓器的選擇334.1主接線形式以及選擇334.1.1電源點高壓側母線的選擇334.1.2變壓器接線方式的選擇334.2確定變壓器型號、臺數(shù)及容量344.2.1發(fā)電廠和變電站的變壓器臺數(shù)344.2.2各變電站的容量355電力網絡精確潮流計算385.1變壓器的阻抗和導納385.2各變電站的運算負荷395.3方案四的電力網損和電壓降落485.4方案七的電力網損和電壓降落605.5最佳接線方案的確定655.5.1兩種方案的功率損耗655.5.2投資費用675.5.3年運行費用685.5.4最優(yōu)方案的確定736電力網調壓計算746.1變電站1的調壓計算746.2變電站2的調壓計算756.3變電站3的調壓計算756.4變電站4的調壓計算766.5變電站5的調壓計算776.6變電站6的調壓計算77參考文獻79謝辭81 隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，電力在國民經濟發(fā)展中作用的日益突出，電網的發(fā)展和建設越來越需要投入更多的關注。電網的設計作為電網建設中的重要環(huán)節(jié)，必須給予高度的重視?，F(xiàn)以梧州某地區(qū)為例，根據(jù)給出的數(shù)據(jù)和要求，對電網進行規(guī)劃設計。1電力電量平衡校驗 電力電量平衡是進行電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的基本約束條件。進行電力電量平衡要分別進行最大、最小負荷情況下有功功率、無功功率平衡的計算以及有功功率和無功功率備用的校驗，最后還需要進行電量平衡。在電網規(guī)劃的設計中進行電力電量平衡校驗計算的時候，要考慮系統(tǒng)的廠用電、網損率、總裝機容量、備用容量因素。 1.1有功功率平衡校驗 系統(tǒng)最大有功綜合負荷： 系統(tǒng)最小有功綜合負荷： 若備用容量占系統(tǒng)最大有功綜合負荷百分比這里取5%，則： 最大負荷時有功備用容量：， 最小負荷時有功備用容量：。1.2無功功率平衡校驗 系統(tǒng)最大無功綜合用電負荷： 系統(tǒng)最小無功綜合用電負荷： 發(fā)電機能提供的最大無功功率: 發(fā)電機能提供的最小無功功率：代入數(shù)據(jù)計算得：所以，最大負荷時無功備用容量為： 最小負荷時無功備用容量為: 1.3電量平衡最大負荷時系統(tǒng)的電量平衡計算如下：2電力網電壓等級和接線方案的初步確定2.1電力網電壓等級的確定 根據(jù)變電所負荷大小、變電所與發(fā)電廠的距離，由有關資料確定電壓等級，采用架空線時與各額定電壓等級相適應的輸送功率和輸送距離。 由原始資料可知，該電網6個負荷點，其最大負荷分別為：22MW、42MW、33MW、24MW、38MW、29MW，最小負荷分別為：16MW、37MW、28MW、18MW、34MW、23MW，均在1050MW之間。各負荷點與電源點的距離分別為：45km、30km、60km、45km、37.5km、60km，最遠的輸送距離為60km。從輸送功率和輸送距離角度綜合考慮，參照下表選取110kV輸電線路電壓較為合理。 表2.1各電壓等級輸電線路合理輸送容量及輸送距離額定電壓（kV）輸送功率（kW）輸送距離（kM）3100100013610012004151020020006203520001000020506035003000030100110100005000050150220100000500000100300 2.2電力網絡的備選接線方案 根據(jù)六個負荷點的位置和全雙回路、一個環(huán)網、兩個環(huán)網、三個環(huán)網的情況，可得到若干種接線方案。對這些方案進行線路總長度和斷路器數(shù)量計算，從中初步挑選出經濟性較好的幾種方案。八種方案的比較見下表：表2.2初步的八種方案的比較方案接線圖線路長度（km）斷路器數(shù)量I 539.46有32個斷路器II479.52有30個斷路器III489.24有30個斷路器IV429.30有30斷路器續(xù)表V439.02有28個斷路器VI468.18有28個斷路器VII421.2 有26個斷路器VIII461.7有26個斷路器 2.3最大運行方式下的初步潮流計算 線路初步潮流分布計算的兩個假定：a、計算時不考慮線路功率損失；b、功率小按導線的長度均勻分布。由原始資料分析可知：，, ,，圖中。根據(jù)集中參數(shù)公式和可以計算出各方案的初步潮流如下：（1）、方案一：圖2.1方案一,所有線路均為雙回路，則根據(jù)雙回路的特性可知，各線路的潮流分布為： , , , （2）、方案二：圖2.2 方案二 對于右側環(huán)網A-5-6-A，將環(huán)網從電源A點打開，如下圖示，從而計算初步潮流如下：圖2.3 環(huán)網A-5-6-A根據(jù)集中參數(shù)公式和 又可由方案一的雙回路A-1、A-2、A-3、A-4，故可得：, , ,.（3） 、方案三：圖2.4 方案三 在左側環(huán)網中將環(huán)網從電源點A打開，潮流分布圖如下圖所示：圖2.5 環(huán)網A-1-3-A根據(jù)集中參數(shù)公式和可計算如下：同理，又可由方案一的雙回路A-2、A-4、A-5、A-6，故可得：, ,（4）、方案四：圖2.6 方案四 由方案一的雙回路A-2、A-4，方案二的環(huán)網A-5-6-A、方案三的環(huán)網A-1-3-A可知：,（5）、方案五：圖2.7 方案五 將左側A-1-2-A環(huán)網在電源點A處打開，潮流分布圖如下：圖2.8 環(huán)網A-1-2-A根據(jù)集中參數(shù)公式和由上述計算及方案一的雙回路A-3、A-4，方案二的環(huán)網A-5-6-A，可知：,（6）、方案六：圖2.9 方案六對于右側環(huán)網，將環(huán)網從電源A點兒打開，如下圖示，從而可計算初步潮流計算得：圖2.10 環(huán)網A-3-6-A則根據(jù)集中參數(shù)公式和同理，由方案一的雙回路A-4、A-5，方案五的環(huán)網A-1-2-A及上述計算，可得：,，,（7）、方案七：圖2.11 方案七 對于左下側環(huán)網，將環(huán)網從電源A點兒打開，如下圖示，從而可計算初步潮流計算得：圖2.12 環(huán)網A-2-4-A 根據(jù)集中參數(shù)公式和可計算如下： 由方案四的環(huán)網A-1-3-A、A-5-6-A及上述計算，可得：, ,（8）、方案八：圖2.13 方案八 對于右下側環(huán)網，將環(huán)網從電源A點兒打開，如圖2.14所示，從而可計算初步潮流計算得：圖2.14 環(huán)網A-5-4-A 根據(jù)集中參數(shù)公式和 由方案六的環(huán)網A-1-2-A、A-3-6-A及上述計算可知：, 2.4電壓損耗計算 電壓損耗計算可以只對線路部分的電壓損耗進行初步計算，計算時可以假設該網絡各點電壓都等于額定電壓即110kV，需要計算正常運行時最大負荷和故障兩種情況下的電壓損耗。正常情況下電壓損耗不超過10%，故障時不超過20%即符合要求。以方案一為例進行計算。（其中單位長度阻抗取0.132+j0.394）計算公式如下： 電壓損耗（1）、方案一：正常運行時：（2）、方案二正常運行時：由方案一：，故障運行時：因為在電力網絡中無功分點的電壓往往低于有功分點，所以電網在電壓最低處解列電壓損耗最大，即在無功功率分點處。若電路在點6處斷開則有：圖2.15 故障時的環(huán)網A-5-6-A 已知：,所以： , 所以根據(jù)公式可以求得： （3）、方案三 正常運行時：由方案一：，故障運行時： 同理，若環(huán)網點3處斷開電壓損耗最大則有：圖2.16 故障時的環(huán)網A-1-3-A 已知： ,則， ,所以：（4）、方案四正常運行時：由方案一：，由方案三：，故障運行時： 左側環(huán)網A-1-3-A在點3處斷開電壓損耗最大，由方案三可知：右側環(huán)網A-5-6-A在點6處斷開電壓損耗最大，由方案二可知：（5）、方案五：正常運行時：由方案一：，由方案二：，故障運行時： 左側環(huán)網A-1-2-A在點2處斷開電壓損耗最大，潮流如下圖所示： 圖2.17 故障時的環(huán)網A-1-2-A 已知：,則： ,所以： 右側環(huán)網A-5-6-A在點6處斷開電壓損耗最大，由方案四可知：（6）、方案六：正常運行時： 由方案五：，由方案一：，故障運行時： 左側環(huán)網A-1-2-A在點2處斷開電壓損耗最大，由方案五可知：右側環(huán)網A-6-3-A在點6處斷開電壓損耗最大，潮流如下：圖2.18 故障時的環(huán)網A-6-3-A 已知：,所以： ,所以根據(jù)公式可以求得：（7）、方案七：正常運行時：由方案四：， ，故障運行時： 環(huán)網A-1-3-A在點3處斷開電壓損耗最大，由方案三有： 環(huán)網A-4-2-A在點2處斷開電壓損耗最大，潮流如下：圖2.19故障時的環(huán)網A-4-2-A 已知：,所以： ,所以根據(jù)公式可以求得： 環(huán)網A-5-6-A在點6處斷開電壓損耗最大，由方案四： （8）、方案八：正常運行時：由方案五：， ，故障運行時： 左側環(huán)網A-1-2-A在點2處斷開電壓損耗最大，由方案五有：右側環(huán)網A-6-3-A在點6處斷開電壓損耗最大，由方案六有：環(huán)網A-4-5-A在點5處斷開電壓損耗最大，潮流如下：圖2.20 故障時的環(huán)網A-4-5-A 已知：,所以： ,所以根據(jù)公式可以求得： 2.5接線方案的初步確定 通過以上初步計算，根據(jù)計算結果將八個方案進行初步比較，比較它們的導線長度，斷路器數(shù)目，正常時線路的最大電壓損耗以及故障時的最大電壓損耗。比較結果如下表所示：表2.3各個接線方案的初步比較項目正常運行時的故障時的最大值線路長度（km）斷路器數(shù)目方案一1.66%539.4632方案二6.27%12.08%479.5230方案三6.12%12.47%489.2430方案四6.27%12.47%429.3028方案五6.27%14.15%439.0228方案六6.043%20.76%468.1828方案七6.27%19.74%421.2026方案八6.043%20.76%461.7026比較結果：通過上表比較可知方案四、方案七相比其他六種方案線路短、斷路器數(shù)量少和正常時電壓損耗較小，所以從該八種方案接線中初步選擇方案四和方案七。需經過將這兩種方案進行導線的選擇然后進一步詳細的計算選出最優(yōu)方案。 3電力網導線的選擇3.1按經濟電流密度計算導線截面積 已知電網電壓等級為110kV，公式為： 其中：S導線截面積（mm2）； P、Q流過線路的有功功率和無功功率； J經濟電流密度（A/mm2）； 線路額定線電壓（kV）；目前我國高壓輸電線主要采用鋼芯鋁絞線。按電力工程基礎設計手冊，當負荷的年最大利用小時數(shù)達 5000 小時以上時，鋼芯鋁絞線的經濟電流密度取 J=0.9A/mm2。而當負荷年最大利用小時數(shù)小于5000時可參照下表四選擇J值。表3.1經濟電流密度與負荷最大利用小時的關系導線材質年最大負荷利用小時數(shù)3000以內300050005000以上銅線3.02.251.75銅芯電纜2.52.252.0鋁線、鋼芯鋁絞線1.651.150.9鋁芯電纜1.921.731.54 在高壓區(qū)域電力網，用經濟電流密度法選擇導線截面，用發(fā)熱校驗。因本設計是110kV電壓等級，為了避免電暈損耗，導線的截面不得小于LGJ-70。關于線路橫截面積、最大載流量以及單位長度的投資等有關數(shù)據(jù)可查參考書下表：表3.2各型號導線的參數(shù)導線截面載流量（A）ro(/km)xo(/km)導線投資（萬元）線路綜合投資（萬元）LGJ-702750.460.4330.2914LGJ-953350.330.4220.415.3LGJ-1203800.270.4160.4917.9LGJ-1504450.210.4090.6220LGJ-1855150.170.4020.7622.3LGJ-2406100.1320.3940.9824.3（1）、方案（四）：由加權平均公式以及原始資料分析可知各線路的年最大負荷時間為：環(huán)網A-1-3-A：,環(huán)網A-5-6-A：,線路A-2：,線路A-3：,所以，通過查表可知各線路的經濟電流密度為J=1.15A/mm2 然后可以計算各線路的導線實際的橫截面積。對應于上一步潮流計算可知各線路的傳輸功率已知，所以根據(jù)公式為 得：線路A-1：線路A-2：線路A-3：線路A-4：線路A-5：線路A-6：線路1-3：線路5-6： 所以導線型號的選擇為： 線路A-1：LGJ-185 線路A-2：LGJ-185 線路A-3：LGJ-185 線路A-4: LGJ-70線路A-5：LGJ-240 線路A-6：LGJ-185線路1-3：LGJ-70 線路5-6：LGJ-70（2）、方案（七）： 由加權公式以及原始資料分析可知各線路的年最大負荷時間為：環(huán)網A-1-3-A：,環(huán)網A-2-4-A：,環(huán)網A-5-6-A：, 所以，通過查表可知各線路的經濟電流密度為J=1.15A/mm2 然后可以計算各線路的導線實際的橫截面積。根據(jù)公式式為 得： 線路A-1：線路A-2：線路A-3：線路A-4：線路A-5：線路A-6：線路1-3：線路2-4：線路5-6：所以線路的導線型號選擇為： 線路A-1：LGJ-185 線路A-2：LGJ-240 線路A-3：LGJ-185 線路A-4: LGJ-185線路A-5：LGJ-240 線路A-6：LGJ-185線路1-3：LGJ-70 線路5-6：LGJ-70 線路2-4：LGJ-703.2機械強度、允許載流量、電暈校驗（1）、方案（四）：均小于線路最大載流量，符合要求。（2）、方案（七） 均小于線路最大載流量，符合要求。 機械強度校驗及電暈校驗：所選的絞線截面積都大于35mm2，所以都負荷要求。并將所選出的導線半徑代入起暈公式，得出起暈電壓大于導線額定電壓，故滿足要求。 又將上述導線參數(shù)重新代入，進行導線截面選擇、校驗，均符合要求。3.3線路阻抗計算（1）、方案四：線路A-1: 線路A-2: 線路A-3: 線路A-4: 線路A-5: 線路A-6: 線路1-3: 線路5-6: （2）、方案七：線路A-1: 線路A-2: 線路A-3: 線路A-4: 線路A-5: 線路A-6: 線路1-3: 線路2-4: 線路5-6: 3.4線路電壓損耗精確計算（1）、方案四正常運行時：故障運行時： 左側環(huán)網A-1-3-A在點3處斷開電壓損耗最大，潮流如下圖所示： 圖3.1 故障時的環(huán)網A-1-3-A 已知 ：, ，所以根據(jù)公式 得,所以：線路A-1：，線路1-3： ,所以： 右側環(huán)網A-5-6-A在點6處斷開電壓損耗最大，潮流如下：圖3.2 故障時的環(huán)網A-5-6-A已知：, , 所以根據(jù)公式 得,所以:線路A-5：，線路5-6： ,所以根據(jù)公式可以求得： （2）、方案七正常運行時：由方案四：， ，故障運行時： 左上側環(huán)網A-1-3-A在點3處斷開電壓損耗最大，由方案四有：右側環(huán)網A-5-6-A在點6處斷開電壓損耗最大，由方案四有：環(huán)網A-4-2-A在點2處斷開電壓損耗最大，潮流如下：圖3. 3故障時的環(huán)網A-4-2-A已知：, , 所以根據(jù)公式 得,所以：線路A-4：，線路4-2： ,所以根據(jù)公式可以求得： 4發(fā)電廠、變電所主接線及變壓器的選擇4.1主接線形式以及選擇4.1.1電源點高壓側母線的選擇 該電源點A為無窮大電源點，機端電壓為10kV，出口沒有機壓負荷，直接將電能經變電站升壓為110kV送入電網。而從負荷情況來看，各變電所均有、類負荷，在系統(tǒng)中只有一個電源點的情況下，保證供電的可靠性成為選擇發(fā)電廠主接線最關鍵的問題，應該首先考慮。 對于升壓變壓器高壓側母線的選擇。因為這個電力系統(tǒng)的網絡中、類負荷所占比重較大，只有一個電源點，且雙母線可靠性和靈活性都要優(yōu)于單母分段，所以高壓側母線均選用雙母線接線方式。在此次設計中，高壓側母線用帶旁路母線的雙母線接線，見圖4.1示。圖4.1電源點高壓側母線連接方式 4.1.2變壓器接線方式的選擇通常為了提高供電的可靠性，考慮雙回線輸電，2、4變電所應設置橋形接線，必須考察變壓器的經濟運行而決定是內橋還是外橋接線，同時變電站的變壓器的臺數(shù)也是兩臺。6個變電站都可以選用橋形接線，所用的斷路器數(shù)少，投資較少。如果是環(huán)形網時，為了防止穿越功率通過三臺斷路器，則應選用外橋接線。因為這6個變電所均有、類負荷，所以對安全可靠供電要求很高，需要有兩個電源互為備用，有兩條高壓進線，并采用橋型接線，每個變電所設置兩臺變壓器。 所以在方案四中負荷點2、負荷點4采用內橋接線，方案四的負荷點1、負荷點3、負荷點5、負荷點6和方案七的負荷點1、負荷點3、負荷點2、負荷點4、負荷點5、負荷點6均采用外橋。內橋和外橋接線方式見下圖： 圖4.2內橋連接 圖4.3外橋連接4.2確定變壓器型號、臺數(shù)及容量4.2.1發(fā)電廠和變電站的變壓器臺數(shù) 從原始資料給出的數(shù)據(jù)分析可知：電源點A為無限大電源，電壓從電源點A出來之后直接就經變壓器升壓到110kV。所以此處不需要考慮升壓變壓器的選擇。一般變電站主變壓器容量的確定一般從符合性質、電通的地方變電站，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器的容量要能滿足全部負荷網結構、城市規(guī)劃等方面諸多因素。對樞紐變電站，需考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內，要足以滿足類及類負荷的供電需求，以及對負荷的70%左右才行。 由于6個變電站、類負荷的比重較大，所以選擇主變壓器臺數(shù)為兩臺，以保證有節(jié)能和有充足余量。由于各變電站的低壓母線均為一個電壓等級,所以應選各選擇兩臺雙繞組變壓器。4.2.2各變電站的容量（1）、變電站一： 每臺變壓器容量按最大視在功率的 70考慮，則,故選 2SF10-20000/110降壓變壓器。變壓器參數(shù)為：空載損耗，負載損耗,短路阻抗,空載電流。（2）、變電站二： 每臺變壓器容量按最大視在功率的 70考慮，則 故選 2SF10-40000/110 降壓變壓器。變壓器參數(shù)為：空載損耗，負載損耗,短路阻抗,空載電流。（3）、變電站三： 每臺變壓器容量按最大視在功率的 70考慮，則 ,故選 2SF10-315000/110 降壓變壓器。變壓器參數(shù)為：空載損耗，負載損耗,短路阻抗,空載電流。（4）、變電站四： 每臺變壓器容量按最大視在功率的 70考慮，則故選 2SF10-25000/110 降壓變壓器。變壓器參數(shù)為：空載損耗，負載損耗,短路阻抗,空載電流。（5）、變電站五： 每臺變壓器容量按最大視在功率的 70考慮，則,故選 2SF10-40000/110降壓變壓器。變壓器參數(shù)為：空載損耗，負載損耗,短路阻抗,空載電流。（6）、變電站六： 每臺變壓器容量按最大視在功率的 70考慮，則,故選 2SFZ7-31500/110降壓變壓器。變壓器參數(shù)為：空載損耗，負載損耗,短路阻抗,空載電流。（7）、電源點A： 每臺變壓器容量按最大視在功率的 70考慮，則,故選 2SZF7-31500/110降壓變壓器。變壓器參數(shù)為：空載損耗，負載損耗,短路阻抗,空載電流。綜上所述變壓器型號及選擇情況如下表所示：表4.1變壓器的型號及選擇項目變壓器型號連接組變電站12SF10-20000/11016.6/88.410.5/0.3YN,d11變電站22SF10-40000/11038.6/16410.5/0.61YN,d11變電站32SF10-31500/11032.4/14010.5/0.67YN,d11變電站42SF10-25000/11019.6/104.610.5/0.3YN,d11變電站52SF10-40000/11038.6/16410.5/0.61YN,d11變電站62SF10-31500/11023.3/125.810.5/0.2YN,d11電源點A2SF10-31500/11023.3/125.810.5/0.2YN,d115電力網絡精確潮流計算5.1變壓器的阻抗和導納（1）、由變電站1變壓器的參數(shù)：,代入公式計算得：, （2）、由變電站2變壓器的參數(shù)：,代入公式計算得：, （3）、由變電站3變壓器的參數(shù)：,代入公式計算得：, （4）、由變電站4變壓器的參數(shù)：,代入公式計算得：, （5）、由變電站5變壓器的參數(shù)：,代入公式計算得：, （6）、由變電站6變壓器的參數(shù)：,代入公式計算得：, 5.2各變電站的運算負荷 查資料可得，導線每項電納：LGJ-70:, LGJ-185:,LGJ-240:,（1）變電站1最大負荷時： 變電1中，兩臺變壓器并聯(lián)運行，則有：,所以有：,當變電站1在環(huán)網A-1-3-A中時:所以，最大負荷時節(jié)點1的運算負荷為：最小負荷時: 變電1中， 有：,當變電站1在環(huán)網A-1-3-A中時:所以，最小負荷時節(jié)點1的運算負荷為：（2）、變電站2：1).變電站2在雙回路A-2時:最大負荷時： 變電2中，兩臺變壓器并聯(lián)運行，則有：, 所以有：,所以，最大負荷時節(jié)點2的運算負荷為：最小負荷時： 變電2中， ,所以，最小負荷時節(jié)點2的運算負荷為：2).變電站在環(huán)網A-2-4-A時：最大負荷時： 變電2中，兩臺變壓器并聯(lián)運行，則有：, 所以有：,所以，最大負荷時節(jié)點2的運算負荷為：最小負荷時： 變電2中，,所以，最小負荷時節(jié)點2的運算負荷為：（3）、變電站3：最大負荷時： 變電3中，兩臺變壓器并聯(lián)運行，則有：, 所以有：,當變電站3在環(huán)網A-1-3-A中時:所以，最大負荷時節(jié)點3的運算負荷為：最小負荷時: 變電3中， ,當變電站3在環(huán)網A-1-3-A中時:所以，最小負荷時節(jié)點3的運算負荷為：（4）、變電站4：1).變電站4在雙回路A-4時:最大負荷時：變電4中，兩臺變壓器并聯(lián)運行，則有：, 所以有：,所以，最大負荷時節(jié)點4的運算負荷為：最小負荷時：變電4中，,所以，最小負荷時節(jié)點4的運算負荷為： 2).變電站4在環(huán)網A-4-2-A時:最大負荷時：變電4中，兩臺變壓器并聯(lián)運行，則有：, 所以有：,所以，最大負荷時節(jié)點4的運算負荷為：最小負荷時： 變電4中，,所以，最小負荷時節(jié)點4的運算負荷為：（5）、變電站5最大負荷時： 變電5中，兩臺變壓器并聯(lián)運行，則有：, 所以有：,當變電站5在環(huán)網A-5-6-A中時:所以，最大負荷時節(jié)點5的運算負荷為：最小負荷時：變電5中， ,當變電站5在環(huán)網A-5-6-A中時:所以，最小負荷時節(jié)點5的運算負荷為：（6）、變電站6最大負荷時：變電6中，兩臺變壓器并聯(lián)運行，則有：, 所以有：,當變電站6在環(huán)網A-5-6-A中時:所以，最大負荷時節(jié)點6的運算負荷為：最小負荷時：變電6中， ,當變電站6在環(huán)網A-5-6-A中時:所以，最小負荷時節(jié)點6的運算負荷為：5.3方案四的電力網損和電壓降落 因為該設計方案既包括雙回路A-2、A-4又包括環(huán)網A-1-3-A、A-5-6-A。所以分別對環(huán)網和雙回路討論。（1）、雙回路A-2、最大負荷時，已知運算負荷為，雙回路導線并聯(lián)，線路A-2的阻抗為，電源點A處電壓為110kV如下圖所示：圖5.1 雙回路A-2根據(jù)公式可知：線路A-2上的功率損耗為： 線路A-2的注入功率為：線路A-2上的壓降落為：所以，節(jié)點2的電壓 、最小負荷時，已知運算負荷為,根據(jù)公式可知：線路A-2上的功率損耗為： 線路A-2的注入功率為：線路A-2上的壓降落為：所以，節(jié)點2的電壓 （2）、雙回路A-4最大負荷時：在雙回路A-4中，最大負荷時已知運算負荷線路A-4的阻抗為，電源點A處電壓為110KV。根據(jù)公式可以求出根據(jù)公式可知：線路A-4上的功率損耗為： 線路A-4的注入功率為：線路A-4上的壓降落為：所以，節(jié)點4的電壓 、最小負荷時，已知運算負荷為,所以按照上述計算方法計算得：線路A-4上的功率損耗為： 線路A-4的注入功率為：線路A-4上的壓降落為：所以，節(jié)點4的電壓 （3）、環(huán)網A-1-3-A 、最大負荷時，在環(huán)網A-1-3-A中，已知各節(jié)點的運算負荷為：， ，線路A-1的阻抗為，線路A-3：，線路1-3：,電源點A電壓為110kV，如下圖所示： 圖5.2 環(huán)網的等值電路在左側環(huán)網A-1-3-A將環(huán)網從電源點A打開，潮流分布圖如下圖所示： 圖5.3 環(huán)網A-1-3-A根據(jù)集中參數(shù)公式根據(jù)集中參數(shù)公式和可計算得： 從節(jié)點3打開環(huán)網A-1-3-A，則可以計算得： 所以根據(jù)簡單潮流計算的前推后推原則，已知電源點A的低壓為110kV，可以求出電源點A的注入功率為：所以可以知道線路A-1上的電壓降落